前言

玩路由器的话，肯定少不了折腾软路由。除了基本的路由器功能以外，相对普通路由器来说，较强大的硬件完全可以将其作为一台小型的服务器使用。而在软路由系统的选择上，也一定会有OpenWrt x86的身影。

安装

官方提供了两种x86架构的OpenWrt镜像，此处使用的是ext4-combined.img.gz，需要注意的是，这是一个磁盘映像，安装时候会清空硬盘上的分区表，所有数据都会丢失，因此一定要做好备份。

安装方式也非常简单，准备一个Linux的启动盘，将解压出来的img镜像复制到U盘中，然后从启动盘启动。我是用的是Arch Linux，启动后会直接进入到命令行界面，使用dd命令将img镜像释放到硬盘即可：

1
dd if=/path/to/openwrt-xxx.img of=/dev/sdX

其中sdX为系统盘，注意是指定整个磁盘而不是磁盘上的分区（sdX1）。

具体的安装步骤可以参考官方文档：https://openwrt.org/docs/guide-user/installation/openwrt_x86

升级

官方推荐的升级方式

引用官方原话：

If you had used a ext4-combined.img.gz type of image to install, there are 4 options for upgrading:

  1. Write a new ext4-combined.img.gz image: this is the simplest option and is identical to first installation: all data, configs, packages and extra partitions will be wiped and you’ll have a brand new OpenWrt system with default packages and configs. Then you can reinstall all packages and copy config files back and create extra partitions.
  2. Use sysupgrade: this is default upgrading procedure, but the least recommended option for x86 machines. Proceed to Sysupgrade for details.
  3. Extracting boot partition image from ext4-combined.img.gz and writing it and ext4-rootfs.img.gz, leaving MBR partition table intact.
  4. Extracting boot partition image from ext4-combined.img.gz and writing it, then uncompressing rootfs.tar.gz to existing rootfs partition.

其中3和4是推荐的方式，两种方式也大同小异，都是分别刷入boot分区和rootfs，这样不会清空分区表。但是无论是3还是4，都需要像安装时一样，外接显示器和键盘，插入启动盘来进行升级。对于经常放在角落吃灰的路由器来说，这样未免也太麻烦了点。那么，有没有更好的升级方案呢？在全网搜索无果后，我突然有了一个想法。

更优雅的升级方式

用过Android系统的应该知道，在Android 7以前，升级系统需要等待很长时间。但是从Android 7开始，引入了A/B分区无缝更新。系统会在后台下载系统并安装到另一个分区，重启时候直接从安装新系统的分区引导即可。

分区准备

于是从此得到灵感，尝试使用A/B分区无缝升级的方式，来升级OpenWrt x86。我使用的是UEFI的镜像加GPT分区，如果是BIOS + MBR，分区表可能不一致，具体已实际为准。

系统安装完成后，默认存在三个分区：

1
2
3
4
5
6
➜  ~ lsblk
NAME     MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda        8:0    0 119.2G  0 disk
├─sda1     8:1    0   128M  0 part /boot
├─sda2     8:2    0   512M  0 part /
└─sda128 259:0    0   239K  0 part

其中sda128起始扇区为34至511，sda1为EFI分区，扇区为512至262655，sda2为根分区，扇区从263168开始，sda1和sda2的大小取决于编译时候设置的参数。

如果按照Android A/B分区无缝更新的思路，我们还应该创建一个boot分区和一个根分区，但是为了简单起见，可以只需要创建一个根分区，boot分区可以公用一个，因为系统在运行时不会占用boot分区文件资源，因此可以在运行时进行更新。

在创建另一个根分区之后，使用lsblk查看应该输出如下：

1
2
3
4
5
6
7
➜  ~ lsblk
NAME     MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda        8:0    0 119.2G  0 disk
├─sda1     8:1    0   128M  0 part /boot
├─sda2     8:2    0   512M  0 part /
├─sda3     8:3    0   512M  0 part
└─sda128 259:0    0   239K  0 part

其中sda3为新创建的分区，还没有被挂载，大小和原有的根分区sda2一致。剩下的空间可以划分成data分区，用于保存Docker等应用的数据。所以最终我的分区如下：

1
2
3
4
5
6
7
8
➜  ~ lsblk
NAME     MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda        8:0    0 119.2G  0 disk
├─sda1     8:1    0   128M  0 part /boot
├─sda2     8:2    0   512M  0 part /
├─sda3     8:3    0   512M  0 part
├─sda4     8:4    0 118.1G  0 part /mnt/data
└─sda128 259:0    0   239K  0 part

系统更新

分区准备就绪后，当下次需要更新系统时候，可以按照官方文档，准备好boot和rootfs的img镜像，分别使用dd命令写入硬盘即可。

假设当前系统分区为sda2，新系统要安装到sda3，那么则：

1
2
dd if=/path/to/boot.img of=/dev/sda1
dd if=/path/to/rootfs.img of=/dev/sda3

写入映像后，需要修改grub.cfg，使得下次启动sda3。
首先重新挂载boot分区，否则修改的文件无效：

1
2
# 挂载boot分区
mount -o remount,rw /boot

然后使用blkid命令查看sda3分区的PARTUUID，切记不要和UUID混淆：

1
2
3
4
➜  ~ blkid
...
/dev/sda3: LABEL="rootfs" UUID="ff313567-e9f1-5a5d-9895-3ba130b4a864" BLOCK_SIZE="4096" TYPE="ext4" PARTUUID="6bd26996-e16e-9843-a1d0-a11cf9daa480"
...

此处的6bd26996-e16e-9843-a1d0-a11cf9daa480就是需要的PARTUUID，复制备用。

接下来修改/boot/grub/grub.cfg，将两处menuentry中的root=PARTUUID=设置为上一步的PARTUUID：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
➜  ~ cat /boot/grub/grub.cfg
serial --unit=0 --speed=115200 --word=8 --parity=no --stop=1 --rtscts=off
terminal_input console serial; terminal_output console serial

set default="0"
set timeout="3"
set root='(hd0,gpt1)'

menuentry "OpenWrt" {
        linux /boot/vmlinuz root=PARTUUID=6bd26996-e16e-9843-a1d0-a11cf9daa480 rootwait   console=tty0 console=ttyS0,115200n8 noinitrd
}
menuentry "OpenWrt (failsafe)" {
        linux /boot/vmlinuz failsafe=true root=PARTUUID=6bd26996-e16e-9843-a1d0-a11cf9daa480 rootwait   console=tty0 console=ttyS0,115200n8 noinitrd
}

确认无误后，即可重新启动，不出意外的话，重启后sda3将被挂载为根分区，同时boot分区也已经更新。

令人疑惑的是： 这个239K的sda128分区，是做什么用途的？我没有找到详细的文档去解释这个分区，但是在官方的upgrade文档中，使用3和4方式进行升级的时候，提到有一种情况需要重新更新整个分区表：

The only exception is when new OpenWrt image brings a newer version of GRUB2. Part of GRUB2 is stored close to MBR and outside of partitions area, so we need to write a full ext4-combined.img.gz to update it.

由于我是用的是UEFI + GPT，我猜想这239K可能也是存放了GRUB的信息，那么为什么不将他一起更新呢？

所以我最后采取的方案是：

  1. 获取最新系统镜像，将其使用dd或者rufus等软件写入U盘。
  2. 将U盘插入路由器，假设其为/dev/sdb，那么使用lsblk查看，sdb将会有三个分区：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
➜  ~ lsblk
NAME     MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda        8:0    0 119.2G  0 disk
├─sda1     8:1    0   128M  0 part /boot
├─sda2     8:2    0   512M  0 part /
├─sda3     8:3    0   512M  0 part
├─sda4     8:4    0 118.1G  0 part /mnt/data
└─sda128 259:0    0   239K  0 part
sdb        8:0    0 119.2G  0 disk
├─sdb1     8:1    0   128M  0 part
├─sdb2     8:2    0   512M  0 part
└─sdb3   259:0    0   239K  0 part

其中sdb1对应sda1，sdb2对应sda2和sda3，大小为239KB的sdb3恰好对应sda128。在更新的时候，将这三个分区分别对应更新即可：

1
2
3
dd if=/dev/sdb1 of=/dev/sda1
dd if=/dev/sdb2 of=/dev/sda3
dd if=/dev/sdb3 of=/dev/sda128

最后别忘了重新挂载boot分区并修改/boot/grub/grub.cfg文件。

使用此种方式更新系统，无需外接键盘和显示器，无需制作其他系统启动盘，全程SSH到路由器进行操作即可。

拾遗

一般折腾软路由的话，肯定会安装一堆工具和软件，但是OpenWrt更新系统的时候会删除所有的用户安装的软件。一般情况下可以通过升级前备份配置文件，升级后重新安装软件，最后恢复配置来实现，但这样未免太过麻烦。既然升级系统可以用这么优雅的方式，那安装的软件和配置有办法保留吗？答案是当然，只不过第一次稍显麻烦，后续则可以方便很多。

解决方法就是自己编译系统镜像，这样可以进行高度定制，比如分区大小、默认软件包、默认配置文件等，但是编译系统需要一定的能力，并且要有硬件配置尚可的编译环境。

幸运的是微软收购GitHub后，推出了GitHub Actions，可以借此使用GitHub提供的编译环境，来编译OpenWrt镜像。目前已经有较多提供该方案的开源项目，如P3TERX/Actions-OpenWrt。你只需要将自己需要的软件写入.config或diffconfig，将备份出来的配置文件放入files，这样每次编译出来的系统就包含了所需的软件和配置，直接刷入重启即可保持和原来一致。

需要注意的是，如果你的配置文件包含了敏感信息，比如宽带账号密码或者其他账号等，一定记得将仓库设为私有，以防隐私泄露。对于自行编译镜像的方式此处不再赘述，感兴趣的可以自行研究。